Dauerbrenner Fusarium

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1 Landinfo 9/2 Klaus Mastel, LAP Forchheim und Dr. Klaus Michels, LUFA Augustenberg Dauerbrenner Fusarium 2 lokal starker Befall, erste konkrete Grenzwertdiskussionen, Wirkungen pflanzenbaulicher Maßnahmen Die Landwirtschaftverwaltung Baden-Württembergs führt seit 998 gezielt Fusariumuntersuchungen durch. 998 wurden einige Dutzend und seit 999 werden mehrere hundert Getreideproben jährlich auf ihren Fusariumbefall biologisch und chemisch untersucht. Die Ernteproben stammen aus Feldversuchen des Landes und von Praxisbetrieben. Erste konkrete Höchstwerte für die Toxine Bekannterweise haben die Fusarien eine mehrfache Schadwirkung. Sie mindern nicht nur die Getreideerträge, sondern beeinträchtigen durch ihre Mykotoxine in Getreide die Gesundheit und Leistungsfähigkeit von Mensch und Tier. Für diese Toxine wurden im Jahre 2 erste konkrete Festlegungen getroffen. Das BML hat futtermittelrechtliche Orientierungswerte für Konzentrationen von Deoxynivalenol (DON) und Zearalenon in Futtermitteln festgelegt, bei deren Unterschreitung die Gesundheit und Leistungsfähigkeit von Nutztieren nicht beeinträchtigt wird. In Futtermitteln für Schweine liegt der Orientierungswert für DON bei mg/kg (siehe Tab. ). In einer Stellungnahme fordert die Europäische Kommission für DON Höchstwerte in Höhe von,5 mg/kg in Getreide und Getreideprodukten, die für den menschlichen Verzehr bestimmt sind. Getreide, das als Rohstoff zur Nahrungsmittelerzeugung verwendet wird, soll höchstens,75 mg/kg DON enthalten dürfen. Wahre Werte liefert nur das Labor Die derzeit diskutierten Grenzwerte beziehen sich ausschließlich auf die gebildeten Toxine, die chemisch bestimmt werden müssen. Die LUFA Augustenberg bestimmt die DON-Gehalte mit dem ELISA-Verfahren der Firma Ridascreen und mit einem HPLC- Verfahren. Die ELISA-Methode ist weniger kosten- und arbeitsintensiv und differenziert die DON-Gehalte der Proben hinreichend genau. Sie ist bei der LUFA das Routineverfahren, mit der die hier beschriebene Untersuchungsreihe durchgeführt wurde. Um justiziable Ergebnisse zu erhalten, werden die ELISA-Ergebnisse mit dem HPLC-Verfahren abgesichert. Tierart bzw. Tierkategorie Schwein: präpubertäre weibliche Zuchtschweine Mastschweine und Zuchtsauen Rind: prä-ruminierend, weibliches Zuchtrind / Milchkuh Mastrind Biologische Untersuchungen, die von der LAP Forchheim mit dem Plattengussverfahren (Mastel et. al. 996) durchgeführt wurden, geben ebenfalls Aufschluss über den Befallsgrad. Zusätzlich erhält man Informationen über die vertretenen Pilz- bzw. Fusariumarten. Andere Methoden wie Ährenbonitur oder das Auszählen der roten Körner können als Hinweis angesehen werden. Es ist allerdings nicht möglich, aufgrund der Ährenbonitur oder der Rotfärbung der Getreidekörner zuverlässig auf den Toxingehalt im Erntegut zu schließen. Oft sind bereits vor Eintritt der Rotfärbung hohe Kontaminationsgrade erreicht. Bei sichtbarer Rotfärbung der Ähre oder der Körner ist mit überhöhten Toxingehalten zu rechnen. Befallssituation Im Befallsjahr 998 stellte der hohe Befall bei Winterweizen in den nördlichen Regionen Baden-Württembergs sogar ein Vermarktungsproblem dar. Auch im Nichtbefallsjahr 999 wiesen die Ernteproben aus dem Kraichgau, dem Stroh- und Heckengäu, dem O- denwald und der Hohenloher Ebene durchschnittlich kritische Werte auf. Die DON-Gehalte der Ernteproben aus dem Oberrheingraben, dem Schwarzwald, der Baar, dem Bodenseegebiet, dem Oberland und von der Schwäbischen Alb waren durchschnittlich nicht als kritisch anzusehen. Für das Erntejahr 2 sind in Baden- Württemberg aufgrund der bisher vor- DON Deoxynivalenol,, 2, 5, 5, ZON Zearalenon Huhn: Legehühner, Masthühner 5, -*) Tabelle :,5,25,25,5 -*) Orientierungswerte für Konzentrationen von Deoxynivalenol und Zearalenon im Futter von Schwein, Rind und Huhn, bei deren Unterschreitung die Gesundheit und Leistungsfähigkeit nicht beeinträchtigt wird (mg/kg Futter; bei 88 % Trockensubstanz, Quelle: BML, 2 9

2 Landinfo 9/2 liegenden Ergebnisse eine andere Befallsverteilung und lokal deutlich höhere Befälle festzustellen. Der Kraichgau ist wiederum als Topbefallslage anzusehen, vom Bodenseegebiet und aus dem Oberrheingraben wurden ebenfalls kritische Proben eingesandt, ansonsten waren die Proben aus dem Land nicht oder nur wenig befallen.,5,55,45 Fusariumarten und Toxine (DON ist nicht das einzige Toxin) Die biologischen Untersuchungen mit dem Plattengussverfahren an Ernteproben aus dem Jahr 999 ergeben, dass die Zusammensetzung der Fusariumarten in Abhängigkeit von Standort und Getreideart stark variiert. Neben Fusarium graminearum sind Fusarium sporotrichioides, Fusarium poae und Fusarium tricinctum stark vertreten. Bei Mittelwert Median,5 Weizen dominiert Fusarium graminearum, bei Gerste Fusarium sporotrichioides. Überraschenderweise wurde Fusarium culmorum nur in Einzelfällen gefunden. Die Fusariumarten graminearum und poae erzeugen neben DON auch Nivalenol und Zearalenon. Fusarium sporotrichioides und tricinctum bilden während ihres Wachstums die hochtoxischen Stoffwechselprodukte T-2 und HT-2. Daher ist davon auszugehen, dass neben DON auch andere Toxine in den Getreidekörnern zu finden sind. Zur Klärung dieser Zusammenhänge besteht weiterer Forschungsbedarf. DON (mg/kg),5 Durum (n = 9),85 Winterweizen (n = 99),25 Triticale (n = 26),5,23,8,5,2 Sommerweizen (n = 4) Wintergerste (n = 67), Sommergerste (n = 3) Hafer (n = 35),6 Dinkel (n = 5),5, Winterroggen (n = 8) Abbildung : Fusarium Baden-Württemberg 999: DON-Gehalte der utersuchten Getreidearten % zugelassener Sorten Bussard E + Applaus A Mewa A Moldau A Petrus A Renan A Atlantis B Bold B + History B Piko B + Romanus B + Vergas B (3, 3) * (3, 5) (2, 6) (3, 3) (2, 7) 2,5 2,5 37,5 32,5 6,25 7,5, wenig anfällig mittel anfällig hoch anfällig BSL-Note Anfälligkeit Ährenfusarium Hanseat A + Darwin A Kris B Ritmo B Contra C Gorbi C Reaper C (8, 6) * (7, 6) (7, 6) * ) (x, x2): x = Bonitur Ährenfusariose, x2 = BSL-Note Kornertrag +: Sorte in BSL 2 erstmals aufgeführt Abbildung 2: Resistenz gegen Ährenfusariose der zugelassenen Winterweizensorten, (Quelle: Beschreibende Sortenliste 2).,5 Fusariumanfälligkeit der verschiedenen Getreidearten In Abbildung sind die Mittelwerte und Mediane der DON-Gehalte bei den verschiedenen Getreidearten aus dem Jahr 999 dargestellt. Unter dem Median einer Stichprobe ist der mittlere Wert, nachdem die Stichprobenwerte nach ihrer Größe sortiert wurden, zu verstehen. Damit liegen 5 % der Werte unter und 5 % der Werte oberhalb des Medians. Z. B. betrug der Median für den DON-Gehalt der Winterweizenproben,25 mg/kg. Bei einem Stichprobenumfang von n = 99 liegen 99 Werte unterhalb und 99 Ergebnisse oberhalb von,25 mg/kg. Der Mittelwert weist deutlich höhere Werte auf, da wenige Proben sehr hohe DON- Gehalte bis zu 9,5 mg/kg aufwiesen. Abbildung macht deutlich, dass Durum wesentlich empfindlicher als Weizen und Triticale ist. Wintergerste weist ähnlich geringe Befallswerte wie Sommergerste und Hafer auf. Die Winterroggenproben stammen in der Mehrzahl von Nichtbefallsstandorten. Alle 998 und 999 untersuchten Durumproben wiesen insgesamt sehr hohe DON-Gehalte auf. Unterschiedlichste Sortenanfälligkeit Beim ebenfalls empfindlichen Winterweizen lassen sich sehr deutliche Sortenunterschiede erkennen, die man von den DON-Gehalten aus fünf Sortenprü-

3 Landinfo 9/2 fungen (998-2) an Befallsstandorten ableiten kann. Bei den Ernteproben mittel oder hoch (diese Lücke schließen) anfälliger Sorten waren die DON- Werte durchschnittlich um das zweibis vierfache höher als bei den Ernteproben wenig anfälliger Sorten. Somit ist bereits die Sortenwahl eine entscheidende produktionstechnische Maßnahme, um kritische Befallsgrade zu vermeiden. In Befallssituationen (Vorfrucht Mais und/oder nicht wendende Bodenbearbeitung) sind auf jeden Fall Weizensorten zu wählen, die in der Beschreibenden Sortenliste (BSL) beim Merkmal Anfälligkeit Ährenfusariose mit einer BSL-Note von 3 und besser aufwarten (siehe Abbildung 2). Glücklicherweise sind ein Drittel der in die Beschreibende Sortenliste des Jahres 2 aufgenommenen Sorten wenig anfällig gegen Fusarium (Abbildung 2). Dadurch stehen erstmals für alle Qualitätsbereiche Sorten (Ausnahme E- Sorten) zur Verfügung, die nicht nur wenig anfällig sind, sondern auch ein hohes Ertragspotenzial aufweisen. Vorfrucht Mais und Bodenbearbeitung Die extrem befallsfördernde Wirkung der Vorfrucht Mais belegen bayerische Untersuchungen (Beck 999). Die höchsten DON-Gehalte in Weizen wurden nach der Vorfrucht Körnermais, gefolgt von der Vorfrucht Silomais gefunden. Auffällig war der geringe Befall bei Weizen nach Weizen, was für den Doppelfruchtwechsel Weizen nach Weizen spricht. Der Infektionsdruck von Fusarium hängt entscheidend von der Menge an infektiösen Ernterückständen (Mais-, Getreidestroh und -stoppeln) der Vorfrucht auf der Bodenoberfläche im Infektionszeitraum ab. Mit dem Pflug werden diese Rückstände vergraben und können dadurch nicht mehr infizieren. Die zweijährigen Ergebnisse an der LAP Forchheim (Abbildung 3) bestätigen die Aussage, dass die wendende Bodenbearbeitung den DON-Gehalt in den Körnern der Folgefrucht Weizen im Vergleich zur nichtwendenden Bodenbearbeitung um 5 % und mehr vermindert (Beck 999). Aus Abb. 3 wird auch die Wechselwirkung von Sorte und Bodenbearbeitung deutlich. Bei wenig anfälligen Sorten (z. B. Petrus) wirkt sich die nichtwendende Bodenbearbeitung nicht oder nur wenig befallsfördernd aus. Die anfällige Sorte Ritmo weist schon bei der Pflugvariante mit,65 mg/kg kritische Gehalte auf, die sich bei Pflugverzicht um das vierfache auf 2,375 mg/kg erhöhen. Auch bei nicht wendender Bodenbearbeitung bestehen Möglichkeiten zur Beschränkung des Fusariumbefalls. Dazu müssen die Ernterückstände unmittelbar nach dem Maisdrusch möglichst kurz zerkleinert (Schlägeln) und oberflächlich gut verteilt in den Boden eingemischt werden, um den Rotteprozess durch die Erhöhung der Angriffsfläche für abbauende Organismen zu beschleunigen. Ebenfalls ist ein früher 2,5 wendende Bodenbearbeitung nicht wendende Bodenbearbeitung 2,38 2 DON (mg/kg),5,5,95,68,65,55,5,38,25,63,33,25,5,8,53,5,3,65 Batis A (4) Petrus A (2) *) Estica B (4) Flair B (4) Aron E (5) Monopol E (4) Astron A (5) Transit A (5) Contra C (7) Esprit Ritmo B (7) Nikita Avanti Ticino Trimaran * ) ( ): BSL-Note Ährenfusariose Winterweizen Winterroggen Wintertriticale Abbildung 3: Fusariumversuch Wintergetreide 999 und 2 an der LAP Forchheim; DON-Gehalte bei wendender und nicht wendender Bodenbearbeitung der zweijährig geprüften Sorten

4 Landinfo 9/2 Maisdruschtermin anzustreben, wodurch die Strohrotte früher bei in der Regel höheren Temperaturen einsetzen kann. Derzeit wird geprüft, inwiefern eine geringe N-Gabe (3 kg Ammonium-N/ha) auf die Maisstoppel die Rotte beschleunigt und damit das Inokulum im Folgejahr verringert. Auch beim Pflügen ist es unbedingt zu vermeiden, dass untergepflügtes Maisstroh nach ein oder zwei Jahren durch erneutes Pflügen wieder an die Bodenoberfläche gelangt und als Infektionsquelle dienen kann. Daher empfiehlt es sich besonders für umsatzträge Böden, ebenfalls durch Stoppelbearbeitung vor dem Pflügen die Rotte der Ernterückstände zu beschleunigen. Einfluss von Fungiziden Bei Weizenbeständen, bei denen mehrere Risikofaktoren mit Regen und hohen Temperaturen während der Blüte zusammentreffen, kann eine Fungizidbehandlung mit Caramba, Folicur oder Pronto Plus in Betracht gezogen werden. In der Praxis dürften unter optimalen Voraussetzungen Befallsreduzierungen um 5 % erreichbar sein. Obst et al. (2) berichten, dass Proben von Weizenbeständen, die mit den Strobilurinen Amistar, Juwel und Juwel Top behandelt wurden, mit höheren Toxinwerten belastet waren. Späte Behandlungen erhöhten das Toxinrisiko. Baden-Württembergische Ergebnisse lassen diesen eindeutigen Schluss nicht zu. Getreidereinigung bringt viel Durch das Herausreinigen von Staub, Spelzen und der Kümmerkörner wird die Toxinbelastung bei vertretbaren Reinigungsverlusten gesenkt. Die Reinigung von Proben (ein Befalls- und ein Nichtbefallsstandort) verringerte die DON-Gehalte um durchschnittlich 32 %. Im Lager ist Schwitzwasser unbedingt zu vermeiden. Bei Kornfeuchten über 8 % vermehrt sich der Pilz und unter 3 % ist mit der Zeit sogar mit einem Rückgang des Fusariumbesatzes und des ggf. vorhandenen Toxingehaltes zu rechnen. Kurzgefasst: Befallssituation und Abwehrstrategien Die Fusariumproblematik bleibt ein Dauerthema. Für das Erntejahr 2 sind in Baden-Württemberg aufgrund der bisher vorliegenden Ergebnisse lokal deutlich höhere Befälle (Kraichgau) und eine andere Befallsverteilung als im Vorjahr festzustellen, in dem regional kritische Befälle zu verzeichnen waren. Im Befallsjahr 998 stellte der hohe Befall bei Winterweizen in den nördlichen Regionen Baden- Württembergs sogar ein Vermarktungsproblem dar. Für die Fusarientoxine wurden 2 erstmals Grenzen genannt. Das BML hat futtermittelrechtliche Orientierungswerte für Konzentrationen von Witterung: Niederschläge, Luftfeuchte Temperatur Vorfrucht (insbes. Mais befallsfördernd) Getreideart Sorte Zerkleinern und Einarbeiten der Strohreste fördert Strohrotte Infektiöse Strohreste der Vorfrucht auf der Bodenoberfläche Ährenbefall Mykotoxingehalt des Korns Anfälligkeit der Pflanze Entwicklungsstadium Azolfungizide in die Blüte Bodenbearbeitung (Pflug besser als Mulchoder Direktsaat) Reinigung, Lagerung (Kornfeuchte, Temperatur) Verarbeitung Sonstiges (CCC, N-Düngung, Krankheits- und Schädlingsbekämpfung) Höchstwerte beachten Mykotoxingehalte in Getreide und Getreideprodukten Höchstwerte beachten Abbildung 4: Einflussfaktoren auf den Ährenbefall und Mykotoxingehalt von Getreide (durch Fusarium) sowie Bekämpfungsmöglichkeiten 2

5 Landinfo 9/2 DON und ZEA festgelegt und die Europäische Kommission strebt Höchstwerte für DON in Höhe von,5 bis,75 mg/kg an. Die Ergebnisse der Untersuchungen bestätigen, dass die Wahrscheinlichkeit eines zunehmenden Fusariumbefalls und damit einer zunehmenden Toxinbelastung sich aus dem Zusammentreffen mehrerer Risikofaktoren ergibt. Als solche Faktoren kommen Vorfrucht Mais, nichtwendende Bodenbearbeitung, Aussaat anfälliger Sorten und die Witterung in Frage. Beim Zusammentreffen mehrerer Risikofaktoren kommt es nicht zu einer Addition sondern zu einer Multiplikation der Wirkungen. Die Einflüsse auf den Fusariumbefall und Bekämpfungsmöglichkeiten sind in Abb. 4 zusammenfassend dargestellt. Der Anhäufung mehrerer Risikofaktoren ist durch entprechende pflanzenbauliche Maßnahmen, d. h. durch eine Anbaustrategie, zu begegnen. Dabei stehen eine gesunde Fruchtfolge mit geringen Anteilen von Körnermais als Vorfrucht (ökonomisch oft nicht sinnvoll), die Förderung der Rotte von Ernterückständen, die wendende Bodenbearbeitung in nicht erosionsgefährdeten Gebieten, die Auswahl wenig anfälliger Sorten (BSL-Note Anfällig-keit Ährenfusarium 3) und eine scharfe Reinigung befallener Partien im Vordergrund. Durch das Kombinieren möglichst vieler dieser Maßnahmen kann man das Toxinrisiko gering halten. Den Risikofaktor Witterung kann man leider nicht beeinflussen. Klärungsbedürftig ist die gegebenenfalls befallsfördernde Wirkung von Strobilurinen. Fungizide in die Blüte können die Toxinbelastung durchaus verringern, aber Fehler im Pflanzenbau nur begrenzt ausgleichen. Wichtiger Hinweis: Die Ergebnisse dieser Untersuchungsreihe wurden in weiteren Tabellen, Graphiken und Abbildungen aufbereitet. Sie werden in der Infothek unter Arbeitsbereiche / Pflanzenschutz / Krankheiten / Pilzkrankkheiten / Themenkomplex Fusarium eingestellt. Literatur: Beck R. 999: Gefährlich: Weizen nach Mais bei Minimalbodenbearbeitung, Landwirtschaft ohne Pflug Nr. 2, DLG-Mitteilungen Nr. 8 Mastel K., Range P., Stier F. 996: Qualitätsuntersuchungen an Ernteproben aus den Landessortenversuchen 996, Schriftenreihe Informationen für Pflanzenproduktion Nr. 4 Obst A., Lepschy J., Beck R., Bauer G. 2: Risiken minimieren mit Sorte und Anbau, praxisnah Nr. 3 3